Увод

Производња енергије из биомасе је највећа и најзрелија модерна технологија коришћења енергије из биомасе.Кина је богата ресурсима биомасе,

углавном укључујући пољопривредни отпад, шумски отпад, сточно ђубриво, урбани кућни отпад, органске отпадне воде и остатке отпада.Укупна

количина ресурса биомасе која се може користити као енергија сваке године је еквивалентна око 460 милиона тона стандардног угља.У 2019. години,

Инсталисани капацитет глобалне производње електричне енергије из биомасе повећан је са 131 милиона киловата у 2018. на око 139 милиона киловата, што је повећање

од око 6%.Годишња производња електричне енергије порасла је са 546 милијарди кВх у 2018. на 591 милијарду кВх у 2019. години, повећање од око 9%,

углавном у ЕУ и Азији, посебно у Кини.Кинески 13. петогодишњи план за развој енергије из биомасе предлаже да се до 2020.

Инсталисани капацитет производње електричне енергије из биомасе требало би да достигне 15 милиона киловата, а годишња производња електричне енергије 90 милијарди

киловат сати.До краја 2019. године, кинески инсталисани капацитет производње биоелектране повећан је са 17,8 милиона киловата у 2018.

22,54 милиона киловата, са годишњом производњом електричне енергије преко 111 милијарди киловат сати, премашујући циљеве 13. петогодишњег плана.

Последњих година, фокус раста капацитета за производњу енергије из биомасе у Кини је коришћење пољопривредног и шумског отпада и чврстог урбаног отпада.

у систему когенерације за обезбеђивање електричне енергије и топлоте за урбана подручја.

Најновији напредак у истраживању технологије производње електричне енергије из биомасе

Производња енергије из биомасе настала је 1970-их.Након што је избила светска енергетска криза, почела је Данска и друге западне земље

користити енергију биомасе као што је слама за производњу електричне енергије.Од 1990-их, технологија производње електричне енергије из биомасе је снажно развијена

и примењује се у Европи и Сједињеним Државама.Међу њима, Данска је постигла најзначајнија достигнућа у развоју

производња енергије из биомасе.Од када је изграђена и пуштена у рад прва електрана на биосагоревање сламе 1988. године, Данска је створила

више од 100 електрана на биомасу до сада, постајући репер за развој производње електричне енергије из биомасе у свету.Додатно,

Земље југоисточне Азије такође су постигле одређени напредак у директном сагоревању биомасе користећи пиринчану љуску, багасу и друге сировине.

Кинеска производња електричне енергије из биомасе почела је 1990-их.Након уласка у 21. век, увођењем националних политика за подршку

развојем производње електричне енергије на биомасу, број и енергетски удео електрана на биомасу се повећавају из године у годину.У контексту

климатске промене и захтеви за смањењем емисије ЦО2, производња енергије из биомасе може ефикасно смањити емисије ЦО2 и других загађивача,

па чак и постићи нулту емисију ЦО2, тако да је постао важан део истраживања истраживача последњих година.

Према принципу рада, технологија производње енергије из биомасе може се поделити у три категорије: производња електричне енергије директним сагоревањем

технологија, технологија производње електричне енергије гасификације и технологија за производњу електричне енергије спајањем сагоревањем.

У принципу, производња енергије са директним сагоревањем биомасе је веома слична производњи топлотне енергије у котловима на угаљ, односно гориву од биомасе

(пољопривредни отпад, шумски отпад, урбани кућни отпад итд.) се шаље у парни котао погодан за сагоревање биомасе, а хемикалија

енергија у гориву биомасе се претвара у унутрашњу енергију паре високе температуре и високог притиска коришћењем високотемпературног сагоревања

процес, и претвара се у механичку енергију кроз циклус парне енергије. Коначно, механичка енергија се претвара у електричну

енергије кроз генератор.

Гасификација биомасе за производњу електричне енергије укључује следеће кораке: (1) гасификација биомасе, пиролиза и гасификација биомасе након дробљења,

сушење и други предтретман под високим температурама за производњу гасова који садрже запаљиве компоненте као што су ЦО, ЦХ₄и

H ₂;(2) Пречишћавање гаса: запаљиви гас који настаје током гасификације се уводи у систем за пречишћавање како би се уклониле нечистоће као што су пепео,

кокс и катран, како би се испунили улазни захтеви опреме за производњу електричне енергије;(3) За производњу електричне енергије користи се сагоревање гаса.

Пречишћени запаљиви гас се уводи у гасну турбину или мотор са унутрашњим сагоревањем за сагоревање и производњу енергије, или се може увести

у котао за сагоревање, а створена пара високе температуре и високог притиска се користи за погон парне турбине за производњу електричне енергије.

Због дисперзованих ресурса биомасе, мале густине енергије и тешког сакупљања и транспорта, директно сагоревање биомасе за производњу електричне енергије

има велику зависност од одрживости и економичности снабдевања горивом, што резултира високим трошковима производње електричне енергије из биомасе.Снага спојена на биомасу

производња је метода производње енергије која користи гориво из биомасе да замени нека друга горива (обично угаљ) за заједничко сагоревање.Побољшава флексибилност

горива из биомасе и смањује потрошњу угља, остварујући ЦО₂смањење емисије термоенергетских блокова на угаљ.Тренутно, биомаса спојена

Технологије за производњу енергије углавном укључују: технологију производње електричне енергије са директним мешовитим сагоревањем, индиректну енергију спрегнуту сагоревањем

технологија производње и парно спрегнута технологија производње електричне енергије.

1. Технологија производње енергије са директним сагоревањем биомасе

На основу тренутних агрегата са директним ложењем на биомасу, према типовима пећи који се више користе у инжењерској пракси, они се углавном могу поделити

у технологију слојевитог сагоревања и технологију флуидизованог сагоревања [2].

Слојевито сагоревање значи да се гориво испоручује на фиксну или мобилну решетку, а ваздух се уводи са дна решетке за провођење

реакција сагоревања кроз слој горива.Репрезентативна технологија слојевитог сагоревања је увођење водено хлађене вибрационе решетке

технологија коју је развила компанија БВЕ у Данској, а прва електрана на биомасу у Кини – електрана Сханкиан у провинцији Шандонг је

изграђен 2006. Због ниског садржаја пепела и високе температуре сагоревања горива биомасе, плоче решетке се лако оштећују услед прегревања и

лоше хлађење.Најважнија карактеристика водено хлађене вибрационе решетке је њена посебна структура и режим хлађења, који решава проблем решетке

прегревања.Са увођењем и промоцијом данске технологије вибрационих решетки хлађених водом, многа домаћа предузећа су увела

Технологија сагоревања на решетки биомасе са независним правима интелектуалне својине кроз учење и варење, која је стављена у велике размере

операција.Репрезентативни произвођачи укључују Схангхаи Сифанг Боилер Фацтори, Вуки Хуагуанг Боилер Цо., Лтд., итд.

Као технологија сагоревања коју карактерише флуидизација чврстих честица, технологија сагоревања у флуидизованом слоју има многе предности у односу на слој.

технологија сагоревања у сагоревању биомасе.Пре свега, постоји много инертних материјала у флуидизованом слоју, који има висок топлотни капацитет и

јакаприлагодљивост гориву од биомасе са високим садржајем воде;Друго, ефикасан пренос топлоте и масе мешавине гас-чврста у флуидизованој

кревет омогућавагориво од биомасе да се брзо загреје након уласка у пећ.Истовремено, материјал кревета са високим топлотним капацитетом може

одржавати пећтемпературе, обезбеђују стабилност сагоревања при сагоревању горива биомасе ниске калоричне вредности, а такође имају одређене предности

у јединичном подешавању оптерећења.Уз подршку националног плана за подршку науке и технологије, Универзитет Тсингхуа је развио „Биомасу

Котао са циркулационим флуидизованим слојемТехнологија са високим параметрима паре“, и успешно је развио највећи светски ултра-високи 125 МВ

притисак након поновног загревања биомасе која циркулишекотао са флуидизованим слојем са овом технологијом, и првих 130 т/х високотемпературног и високопритисног

котао са флуидизованим слојем који сагорева чисту кукурузну сламу.

Због генерално високог садржаја алкалних метала и хлора у биомаси, посебно у пољопривредном отпаду, постоје проблеми као што су пепео, шљака

и корозијеу високотемпературном простору загревања током процеса сагоревања.Параметри паре котлова на биомасу у земљи и иностранству

су углавном средњетемпература и средњи притисак, а ефикасност производње електричне енергије није висока.Економичност слоја биомасе директног печења

ограничава производњу електричне енергијењегов здрав развој.

2. Технологија производње електричне енергије гасификације биомасе

Производња енергије гасификације биомасе користи посебне реакторе за гасификацију за претварање отпада биомасе, укључујући дрво, сламу, сламу, багасу, итд.,

узапаљиви гас.Произведени запаљиви гас се шаље у гасне турбине или моторе са унутрашњим сагоревањем за производњу енергије након прашине

уклањање иуклањање кокса и други процеси пречишћавања [3].Тренутно се најчешће коришћени реактори за гасификацију могу поделити на фиксни слој

гасификатори, флуидизованикреветни гасификатори и гасификатори са увученим протоком.У гасификатору са фиксним слојем, слој материјала је релативно стабилан, а сушење, пиролиза,

оксидација, редукцијаи друге реакције ће се завршити у низу и коначно претворити у синтетички гас.Према разлици протока

смер између гасификатораи синтетички гас, гасификатори са фиксним слојем углавном имају три типа: усисавање нагоре (противток), усисавање надоле (напред

проток) и хоризонтално усисавањегасификатори.Гасификатор са флуидизованим слојем се састоји од коморе за гасификацију и дистрибутера ваздуха.Средство за гасификацију је

равномерно доведен у гасификаторпреко разводника ваздуха.Према различитим карактеристикама протока гас-чврста материја, може се поделити на мехуриће

гасификатор са флуидизованим слојем и циркулишућигасификатор са флуидизованим слојем.Средство за гасификацију (кисеоник, пара, итд.) у увученом слоју протока увлачи биомасу

честице и распршује се у пећкроз млазницу.Фине честице горива се распршују и суспендују у протоку гаса велике брзине.Под високим

температуре, фине честице горива реагују брзо накону контакту са кисеоником, ослобађајући много топлоте.Чврсте честице се тренутно пиролизују и гасификују

за стварање синтетичког гаса и шљаке.За узлазни ток фиксиранслој гасификатора, садржај катрана у синтезном гасу је висок.Силазни гасификатор са фиксним слојем

има једноставну структуру, погодно храњење и добру оперативност.

Под високом температуром, произведени катран може се у потпуности разбити у запаљиви гас, али је излазна температура гасификатора висока.Тхе флуидизед

креветгасификатор има предности брзе реакције гасификације, равномерног контакта гас-чврста материја у пећи и константне температуре реакције, али

опремаструктура је сложена, садржај пепела у гасу за синтезу је висок, а систем за пречишћавање низводно је веома потребан.Тхе

гасификатор са увученим протокомима високе захтеве за предтретман материјала и мора се уситнити у фине честице како би се осигурало да материјали могу

потпуно реаговати у кратком рокувреме боравка.

Када је обим производње енергије за гасификацију биомасе мали, економичност је добра, цена је ниска и погодна је за удаљене и раштркане

рурална подручја,што је од великог значаја за допуну кинеског снабдевања енергијом.Главни проблем који треба решити је катран произведен од биомасе

гасификација.Кадагасни катран произведен у процесу гасификације се хлади, формираће течни катран, који ће блокирати цевовод и утицати на

нормалан рад снагегенерацијска опрема.

3. Технологија производње електричне енергије спојена на биомасу

Цена горива чистог спаљивања пољопривредног и шумског отпада за производњу електричне енергије је највећи проблем који ограничава енергију биомасе

генерацијеиндустрија.Јединица за производњу електричне енергије на биомасу има мали капацитет, ниске параметре и ниску економичност, што такође ограничава

коришћење биомасе.Сагоревање горива из више извора са биомасом је начин да се смање трошкови.Тренутно је најефикаснији начин за смањење

трошкови горива су биомаса и угаљенергије.Земља је 2016. године издала Водећа мишљења о промовисању угља и биомасе

Спојена производња енергије, што у великој мерипромовисао истраживање и промоцију технологије производње електричне енергије спојене на биомасу.У новије

године, ефикасност производње електричне енергије из биомасе имазначајно побољшана трансформацијом постојећих термоелектрана на угаљ,

коришћење производње електричне енергије из биомасе из угља, итехничке предности великих производних јединица на угаљ у високој ефикасности

и ниско загађење.Технички пут се може поделити у три категорије:

(1) спајање са директним сагоревањем након дробљења / уситњавања, укључујући три врсте заједничког сагоревања истог млина са истим гориоником, различите

млинови саисти горионик, а различити млинови са различитим горионицима;(2) Повезивање са индиректним сагоревањем након гасификације, ствара се биомаса

кроз запаљиви гаспроцес гасификације, а затим улази у пећ за сагоревање;(3) Парна спрега након сагоревања специјалне биомасе

котао.Спајање са директним сагоревањем је начин коришћења који се може применити у великим размерама, са високим перформансама и кратким улагањем

циклус.Кадаоднос спајања није висок, прерада горива, складиштење, таложење, уједначеност протока и његов утицај на сигурност и економичност котла

изазвано сагоревањем биомасесу технички решени или контролисани.Технологија спајања са индиректним сагоревањем третира биомасу и угаљ

одвојено, што је веома прилагодљивоврсте биомасе, троши мање биомасе по јединици производње електричне енергије и штеди гориво.Може да реши

проблеми корозије алкалних метала и коксовања у котлудиректан процес сагоревања биомасе у одређеној мери, али је пројекат лош

скалабилност и није погодан за велике котлове.У страним земљама,углавном се користи начин спајања са директним сагоревањем.Као посредни

режим сагоревања је поузданији, индиректно сагоревање спајање производње енергијена основу гасификације циркулационог флуидизованог слоја тренутно је

водећа технологија за примену производње електричне енергије спајањем биомасе у Кини.2018.Електрана Датанг Чангшан, државна

прва 660МВ суперкритична јединица за производњу електричне енергије на угаљ у комбинацији са производњом енергије из биомасе од 20МВдемонстрациони пројекат, остварен а

потпуни успех.Пројекат усваја независно развијену гасификацију са циркулишућим флуидизованим слојем биомасе заједноенергије

процес, који сваке године троши око 100.000 тона сламе биомасе, постиже 110 милиона киловат сати производње електричне енергије из биомасе,

штеди око 40000 тона стандардног угља, а смањује око 140000 тона ЦО₂.

Анализа и перспектива тренда развоја технологије производње електричне енергије из биомасе

Са побољшањем кинеског система смањења емисије угљеника и тржишта трговања емисијама угљеника, као и континуираном имплементацијом

политике подршке производњи електричне енергије из биомасе на угаљ, технологија за производњу електричне енергије на биомасу на угаљ уводи у добро

могућности развоја.Нешкодљив третман пољопривредног и шумарског отпада и урбаног кућног отпада одувек је био срж

урбане и руралне еколошке проблеме које локалне самоуправе морају хитно да реше.Сада право планирања пројеката производње електричне енергије из биомасе

је делегиран локалним самоуправама.Локалне самоуправе могу да повезују пољопривредну и шумску биомасу и урбани кућни отпад у пројекат

планирање промоције пројеката интегрисане производње енергије из отпада.

Поред технологије сагоревања, кључ за континуирани развој индустрије производње електричне енергије из биомасе је самосталан развој,

зрелост и побољшање пратећих помоћних система, као што су системи за прикупљање горива, дробљење, просијавање и храњење биомасе.Истовремено,

развој напредне технологије претходног третмана горива од биомасе и побољшање прилагодљивости једне опреме на више горива од биомасе су основа

за реализацију јефтине велике примене технологије производње електричне енергије из биомасе у будућности.

1. Јединица на угаљ биомаса директном спрегом за производњу енергије сагоревања

Капацитет јединица за производњу електричне енергије на биомасу је углавном мали (≤ 50МВ), а одговарајући параметри паре котла су такође ниски,

углавном параметара високог притиска или ниже.Стога је ефикасност производње електричне енергије у пројектима производње електричне енергије из чисте сагоревања биомасе генерално

не већи од 30%.Трансформација технологије сагоревања са директним спајањем биомасе заснована на подкритичним јединицама од 300 МВ или 600 МВ и више

суперкритичне или ултра суперкритичне јединице могу побољшати ефикасност производње енергије из биомасе до 40% или чак више.Поред тога, континуирани рад

пројектних јединица за производњу електричне енергије на биомасу у потпуности зависи од снабдијевања биомасним горивом, док рад погона на биомасу на угаљ

енергетских јединица не зависи од снабдевања биомасом.Овај мешовити начин сагоревања чини тржиште прикупљања биомасе за производњу електричне енергије

предузећа имају јачу преговарачку моћ.Технологија производње електричне енергије спојена на биомасу такође може да користи постојеће котлове, парне турбине и

помоћни системи термоелектрана на угаљ.Потребан је само нови систем за прераду горива од биомасе да би се направиле неке промене у сагоревању котла

система, па је почетна инвестиција мања.Горе наведене мере ће значајно побољшати профитабилност предузећа за производњу електричне енергије из биомасе и смањити

њихова зависност од државних субвенција.У погледу емисије загађујућих материја, стандарди заштите животне средине који се примењују директном сагоревањем биомасе

Пројекти производње електричне енергије су релативно лабави, а границе емисије дима, СО2 и НОк су респективно 20, 50 и 200 мг/Нм3.Биомаса спрегнута

производња енергије се ослања на оригиналне термоелектране на угаљ и примењује стандарде ултра ниских емисија.Границе емисије чађи, СО2

и НОк су респективно 10, 35 и 50 мг/Нм3.У поређењу са директном производњом енергије из биомасе исте скале, емисије дима, СО2

и НОк су смањени за 50%, 30% и 75% респективно, уз значајне социјалне и еколошке користи.

Тренутно се може сажети технички пут за велике котлове на угаљ да изведу трансформацију производње електричне енергије са директном спрегом на биомасу

као честице биомасе – млинови биомасе – цевоводни дистрибутивни систем – цевовод за прах угља.Иако је тренутна биомаса директно спрегнуто сагоревање

Технологија има недостатак тешког мерења, технологија за производњу електричне енергије са директном спрегом ће постати главни правац развоја

производње енергије из биомасе након решавања овог проблема, може да реализује спојно сагоревање биомасе у било којој пропорцији у великим јединицама на угаљ, и

има карактеристике зрелости, поузданости и сигурности.Ова технологија се широко користи на међународном нивоу, са технологијом производње енергије из биомасе

од 15%, 40% или чак 100% пропорције споја.Рад се може обављати у подкритичним јединицама и постепено проширивати да би се постигао циљ ЦО2 дубоко

смањење емисије ултра суперкритичних параметара + сагоревање са биомасом + даљинско грејање.

2. Предтретман горива биомасе и помоћни систем за подршку

Гориво од биомасе карактерише висок садржај воде, висок садржај кисеоника, мала густина енергије и ниска калоријска вредност, што ограничава његову употребу као горива и

негативно утиче на његову ефикасну термохемијску конверзију.Пре свега, сировине садрже више воде, што ће одложити реакцију пиролизе,

уништавају стабилност производа пиролизе, смањују стабилност котловске опреме и повећавају потрошњу енергије система.дакле,

неопходно је претходно обрадити гориво од биомасе пре термохемијске примене.

Технологија обраде биомасе може смањити повећање трошкова транспорта и складиштења узроковано ниском густином енергије биомасе

гориво.У поређењу са технологијом сушења, гориво за печење биомасе у инертној атмосфери и на одређеној температури може ослободити воду и неке испарљиве

материје у биомаси, побољшати карактеристике горива биомасе, смањити О/Ц и О/Х.Печена биомаса показује хидрофобност и лакша је за бити

уситњено у ситне честице.Повећава се густина енергије, што доприноси побољшању ефикасности конверзије и коришћења биомасе.

Дробљење је важан процес претходног третмана за конверзију и коришћење енергије биомасе.За брикет од биомасе, смањење величине честица може

повећати специфичну површину и адхезију између честица током компресије.Ако је величина честица превелика, то ће утицати на брзину загревања

горива, па чак и ослобађање испарљивих материја, што утиче на квалитет производа гасификације.У будућности се може сматрати да се изгради а

постројење за предтретман горива од биомасе у или близу електране за печење и дробљење материјала биомасе.Национални „13. петогодишњи план” такође јасно указује

истиче се да ће технологија горива од биомасе бити унапређена, а годишња искоришћеност брикетног горива од биомасе биће 30 милиона тона.

Стога је од далекосежног значаја енергично и дубоко проучавање технологије претходног третмана горива од биомасе.

У поређењу са конвенционалним термоенергетским јединицама, главна разлика производње енергије из биомасе лежи у систему испоруке горива од биомасе и сродним

технологије сагоревања.Тренутно је главна опрема за сагоревање за производњу енергије из биомасе у Кини, као што је тело котла, постигла локализацију,

али и даље постоје проблеми у транспортном систему биомасе.Пољопривредни отпад углавном има веома меку текстуру, а потрошња у

процес производње електричне енергије је релативно велики.Електрана мора припремити систем за пуњење према специфичној потрошњи горива.тамо

доступно је много врста горива, а мешовита употреба више горива ће довести до неравномерног горива, па чак и блокаде у систему за довод горива, а гориво

радно стање унутар котла је склоно насилним флуктуацијама.Можемо у потпуности искористити предности технологије сагоревања у флуидизованом слоју

прилагодљивост гориву, и прво развити и побољшати систем сијања и храњења заснован на котлу са флуидизованим слојем.

4、 Предлози за независну иновацију и развој технологије производње електричне енергије из биомасе

За разлику од других обновљивих извора енергије, развој технологије производње електричне енергије из биомасе ће утицати само на економске користи, а не на

друштво.Истовремено, производња електричне енергије из биомасе такође захтева нешкодљив и смањен третман пољопривредног и шумарског отпада и домаћинстава

смеће.Његове еколошке и друштвене користи су далеко веће од његових енергетских користи.Иако су користи које доноси развој биомасе

Технологија производње електричне енергије вреди потврдити, неки кључни технички проблеми у активностима производње електричне енергије из биомасе не могу бити ефикасни

адресиране због фактора као што су несавршене методе мерења и стандарди производње електричне енергије из биомасе, слаба државна финансијска

субвенције, као и релативно недостатак развоја нових технологија, што су разлози за ограничавање развоја производње електричне енергије из биомасе

технологија, Стога би требало предузети разумне мере за њено промовисање.

(1) Иако су увођење технологије и самостални развој главни правци развоја домаће енергије из биомасе

производне индустрије, треба јасно да схватимо да, ако желимо да имамо коначан излаз, морамо тежити да кренемо путем самосталног развоја,

а затим стално унапређивати домаће технологије.У овој фази се углавном ради о развоју и побољшању технологије производње енергије из биомасе, и

неке технологије са бољом економијом могу се користити комерцијално;Постепеним унапређењем и зрелошћу биомасе као главне енергије и

технологија производње електричне енергије из биомасе, биомаса ће имати услове да се такмичи са фосилним горивима.

(2) Трошкови друштвеног управљања могу се смањити смањењем броја јединица за производњу електричне енергије делимичног чистог сагоревања пољопривредног отпада и

број компанија за производњу електричне енергије, уз јачање управљања мониторингом пројеката производње електричне енергије из биомасе.Што се тиче горива

набавку, обезбедити довољно и квалитетно снабдевање сировинама и поставити темеље за стабилан и ефикасан рад електране.

(3) Даље побољшати преференцијалне пореске политике за производњу енергије из биомасе, побољшати ефикасност система ослањајући се на когенерацију

трансформацију, охрабрити и подржати изградњу жупанијских демонстрационих пројеката чистог грејања са више извора отпада и ограничити вредност

пројеката биомасе који производе само електричну енергију, али не и топлоту.

(4) БЕЦЦС (Енергија биомасе у комбинацији са технологијом хватања и складиштења угљеника) је предложио модел који комбинује коришћење енергије биомасе

и хватање и складиштење угљен-диоксида, са двоструким предностима негативних емисија угљеника и неутралне енергије угљеника.БЕЦЦС је дугорочан

технологија смањења емисије.Тренутно Кина има мање истраживања у овој области.Као велика земља потрошње ресурса и емисија угљеника,

Кина би требало да укључи БЕЦЦС у стратешки оквир за суочавање са климатским променама и повећање својих техничких резерви у овој области.